Konserva mahsulotini kimyoviy tarkibini laboratoriya sharoitida sinash

LABORATORIYA ISHI №4.2
KONSERVA MAHSULOTINI KIMYOVIY TARKIBINI LABORATORIYA SHAROITIDA SINASH

3142 Karl Fische trasiyasi kimyoviy reaksiyaga asoslangan bevosita usul sifatida

Kimyoviy aniqlashning eng muhim usuli Karl Fisher titrlashidir. Bu ikki bosqichli reaktsiyaga asoslangan. Birinchi bosqichda alkogol ROH (odatda metanol) oltingugurt dioksidi bilan esterlanadi, miqdoriy reaksiya olish uchun efir Z asosi bilan neytrallanadi va alkil sulfit hosil bo'ladi (3.4 tenglama). "Klassik" piridin zamonaviy reagentlarda imidazol kabi boshqa asoslar bilan almashtirildi. Ikkinchi bosqichda alkil sulfit yod bilan oksidlanadi va alkil sulfat hosil bo'ladi, bu reaktsiyada suv, asos kerak bo'ladi. yana, miqdoriy reaktsiyani ta'minlaydi (3.5 tenglama)

ROH+SO+Z-ZH+ROSO ZH+ROSO+b+H₂O+22

3ZH+ROSO; +21

Umumiy reaktsiya quyidagicha:

3Z+ROH+12+H2O3 ZH+ROS05 +21

Yod iste'moli o'lchanadi. Karl Fisher titrlashning kulometrik o'zgarishida anodik oksidlanish natijasida titrlash xujayrasidagi yodiddan iodin hosil bo'ladi. Volumetrik o'zgarishlarda, qaysi

(3.4)

(3.5)

(3.6)

oziq-ovqat tahlilida ko'proq mos keladi, yod eritmada qo'shiladi. Namuna namuna qo'shilishidan oldin quruq bo'lgunga qadar titrlangan ishchi muhitni o'z ichiga olgan titrlash kamerasiga joylashtiriladi. Bir komponentli texnikada bu ishchi muhit metanoldan va titrlash eritmasidan iborat bo'lib, undan keyin boshqa barcha kimyoviy komponentlar, yod, oltingugurt dioksidi va tegishli erituvchida eritilgan asos bo'ladi. Ikki komponentli texnikada ishchi muhitda oltingugurt dioksidi va metanolda erigan asos mavjud; titrlash vositasi yodning metanolik eritmasi. Tegishli titrlash eritmasining suv ekvivalenti suv miqdori ma'lum bo'lgan titrlash standartlari bilan aniqlanadi. Kulometrik va hajmli navlarda oxirgi nuqta ko'rsatkichi elektrokimyoviy ta'sirga asoslangan. Titrlash xujayrasidagi ishchi muhitga botgan ikkita platina elektrodlari (3 va 4-rangli plitalarga qarang) doimiy oqim (bipotentsiometrik yoki voltametr texnikasi) yoki doimiy kuchlanish (biamperimetrik texnika) va kuchlanish yoki Bu holatni saqlab qolish uchun mos ravishda joriy nazorat qilinadi. Namuna suvi iste'mol qilingandan so'ng, yod endi reaksiyaga kirisha olmaydi va yod/yodid-qaytarilish juftligi mavjud bo'lib, tegishli oksidlanish va qaytarilishni mumkin bo'ladi. Bu kuchlanishni doimiy oqimning keskin pasayishini ushlab turish uchun zarur qiladi (volta metrik texnikasi) yoki doimiy kuchlanish natijasida paydo bo'lgan oqimni keskin ko'taradi (biamperimetrik texnika). Ushbu keskin o'zgarish oxirgi nuqtani ko'rsatish uchun ishlatiladi. Agar kuchlanish ma'lum bir vaqt uchun ma'lum bir tanlangan qiymatdan past bo'lsa (yuqoridagi oqim), aniqlash tugallanadi (31-rasmga qarang). To'xtash kechikishi deb ataladigan vaqt, ayniqsa, ishchi muhitda to'liq erimaydigan yoki to'liq erimaydigan namunalar tahlil qilinganda, darhol mavjud bo'lmasligi mumkin bo'lgan suvni aniqlash imkonini berish uchun muhimdir. Bunday hollarda suv faqat ma'lum bir kechikish bilan diffuziya va ekstraktsiya jarayonlari bilan ishlaydigan muhitga etib boradi.

Karl Fisher titrlashning asosiy jihati shundaki, suv reagentlar bilan bevosita aloqada bo'lishi kerak, bu erimaydigan namunalar bilan bog'liq muammolarni keltirib chiqarishi mumkin. Biroq, suvni deyarli to'liq aniqlashni ta'minlash uchun bir nechta choralar mavjud. Ularga quyidagilar kiradi:

uzoq to'xtash vaqti:

suvning tashqi ekstraktsiyasi va bu eritmaning alikvotini titrlash:

3.1-rasm Karl Fisherning titrlash egri chiziqlari (voltametrik texnikadan foydalangan holda) kuchlanish vaqtga (U) (chiziq chiziq) va vaqtga nisbatan hajmni (V) (qattiq chiziq) ko'rsatadi.

220

240

zarrachalar hajmini tashqi namuna bilan kamaytirishdan oldin titrlash idishida ichki ekstraktsiya

titrlashning boshlanishi;

tayyorlash yoki titrlash kamerasida gomogenizator yordamida (3-rangli plastinkaga qarang)

yuqori haroratda, hatto ishchi muhitning qaynash nuqtasiga qadar ishlash

ishchi muhitga erituvchilar qo'shilishi, metanolni tartibda boshqa spirtlar bilan almashtirish

polaritni o'zgartirish uchun

Namunaning ishchi muhitda eritilishiga yo'l qo'ymaslik uchun parametrlar topilganda, er usti suvini tanlab aniqlash mumkin. Ikkinchi tahlilda namunani to'liq eritish yoki tegishli usullar bilan suvni bo'shatish uchun shartlar qo'llanilganda, umumiy suv miqdorini aniqlash mumkin. Natijalar orasidagi farq namunaning "ichki" yoki "bog'langan" suvidir.

Avtomatik namuna almashtirgichlar yordamida ketma-ket avtomatik titrlash mumkin.

3143 ga asoslangan bilvosita usullar

makroskopik namunani o'lchash

suv tarkibiga bog'liq bo'lgan xususiyat

Suv tarkibi namunaning turli xususiyatlariga, masalan, zichlikka ta'sir qiladi. Agar faqat taxminiy natijalar talab etilsa va mahsulot tarkibi oddiy bo'lsa va faqat suv tarkibida farq qilsa, suv tarkibini zichlikka nisbatan kalibrlash o'rnatilishi mumkin. Xuddi shunday, polarimetriya va re fraktometriya ham faqat suv tarkibidagi farqli eritmalar uchun suv miqdorini aniqlash usullari sifatida xizmat qilishi mumkin. Keng maydon - bu suv tarkibini o'lchash uchun namunalarning elektr xususiyatlarini qo'llash. Ushbu usullar o'tkazuvchanlik, qarshilik, sig'im yoki o'tkazuvchanlikni aniqlashni o'z ichiga oladi. Biroq, bu xususiyatlar faqat mahsulot tarkibidagi suvga bog'liq emasligi sababli, kalibrlash muqarrar.

Suv tarkibi va suv faolligi mahsulotga juda xos bo'lgan sorbsiya izotermlari bilan bog'liq. Agar ko'rib chiqilayotgan mahsulot uchun izoterm ma'lum bo'lsa

va suv faolligi o'lchanadigan bo'lsa, suv tarkibini izotermdan o'qish mumkin.

3144 Jismoniy ta'sirga suv molekulalarining javobini o'lchashga asoslangan ayblov usullari

In-line yoki on-line texnikasi sifatida xizmat qilish uchun moslashtirilishi mumkin bo'lgan bu juda tez usullar past aniqlikdagi (yoki vaqt domenida) yadro magnit-rezonansini (LR-NMR yoki TD-NMR) o'z ichiga oladi (3.2.8-bo'limga qarang). ), yaqin infraqizil (NIR) (3.2.1.4-bo'limga qarang) va mi crowave (MW) (3.2.1.5-bo'limga qarang) spektroskopiyasi. Biroq, har bir suv molekulasining javobi ma'lum bir mahsulot ichidagi bog'lanish holatiga qarab farq qilishi mumkin. Ushbu bog'lanish holatlarining taqsimlanishi yana bir mahsulotdan boshqasiga farq qilganligi sababli, mos yozuvlar usuliga nisbatan mahsulotga juda xos kalibrlash zarur. NIR spektroskopiyasida spektrlar juda murakkab. Shuning uchun ularni baholash uchun kimyometrik usullar zarur.

315 Kulni aniqlash

Ash oziq-ovqatning mineral tarkibi haqida ma'lumot olish uchun aniqlanadi. Ikki tamoyil qo'llaniladi: quruq kul va nam kul

3151 Quruq kul

Namuna kvarts, chinni yoki platina tigellarga tortiladi. Kvarts mo'rt va ishqor, gidroflorik kislota va fosfor kislotasiga chidamli emas va issiqlikni past o'tkazuvchanlikka ega. Chinni shunga o'xshash xususiyatlarga ega, ammo haroratning tez o'zgarishiga nisbatan yuqori sezuvchanlik va kremniy birikmalarini ozod qilishi mumkin. Platina mexanik jihatdan barqaror va kimyoviy jihatdan ko'p ta'sirlarga chidamli. Biroq, ba'zi elementlar korroziyaga olib kelishi mumkin. Shuning uchun platina tigellar, ayniqsa issiqda, metall yuzalarga tegmaslik kerak va faqat platina uchli qisqichlar bilan teginish kerak.

Suyuq namunalarni kichikroq hajmda konsentratsiyalash uchun ularni taxminan 100 ° C da qizdirish mumkin. Namunalarga ega bo'lgan krujkalar bir necha soat davomida mufelli pechda taxminan 550 ° C da isitiladi. Organik moddalar yondiriladi va noorganik elementlar, xususan, uglerod kislotalari yoki fosfatlar kabi oksidlar va tuzlarga o'tadi. Sovutgandan keyin tigellar qayta tortiladi. Ommaviy yo'qotish kul yoki "mineral tarkibi" dir. Albatta, kul paytida hosil bo'lgan birikmalar

ing namunadagi ushbu shaklda mavjud emas edi. Ommaviy yo'qotish ba'zan quruq moddalar bilan bog'liq bo'lib, bu holda suv tarkibini (3.1.4-bandga qarang) ham aniqlash va hisobga olish kerak. Sampinga etanol yoki vodorod periks eritmasini qo'shish orqali kulni tezlashtirish va yaxshilash mumkin. Imeat namunalari uchun magniy asetat qo'shilishi foydali bo'ldi. Bu magniy oksidi birikmasiga olib kelganligi sababli, bir xil miqdorda magniy asetat bo'lgan blankni parallel ravishda tahlil qilish va bu tahlil natijasini hisobga olish kerak.

Maxsus ilovalar mavjud. Shunday qilib, unning noziklik darajasi 900 ° C da kullash orqali aniqlanadi. Un turi deb ataladigan narsa 100 g quruq moddaga milligramm kul sifatida aniqlanadi.

Ba'zi hollarda, masalan, qo'rg'oshin qo'rg'oshin xlorid shaklida yo'qolmasligi kerak bo'lsa, sulfat kulini ishlab chiqarish foydali bo'ladi (bu standart protsedurada hosil bo'lishi mumkin). Bu holda namunaga 5 g ga 5 ml 10% li sulfat kislota qo'shiladi. Kulni sovutgandan so'ng 2-3 ml 10% li sulfat kislota qo'shiladi va 550 ° C da qizdirish doimiy massaga kelguncha takrorlanadi.

Kulning bir necha toifalarini ajratish mumkin. (Suvda) eriydigan kul issiq suvda eriydigan qismdir (Suvda) erimaydigan kul qolgan qismdir. Kislota erimaydigan kul kulni suyultirilgan xlorid kislota bilan qizdirgandan keyin qoldiqdir. U ko'p kremniy dioksidini o'z ichiga olganligi sababli u ko'pincha "qum" deb ataladi.

Kul, uning "ishqoriyligi" bilan ajralib turishi mumkin, bu meva sharbatlari yoki sharob uchun tegishli bo'lishi mumkin. Qiymat meva tarkibini baholashga imkon beradi. Standart kislota eritmasining ma'lum hajmi, masalan. 0,1 M HCI, kulga qo'shiladi, aralashma qaynaguncha qizdiriladi, sovutiladi va standart gidroksid eritmasi bilan qayta titrlanadi.

Kul ishqoriyligi 1 1 0,1 n kislotada erigan yoki tarqalgan kul tarkibidagi asosiy komponentlarga mos keladigan millimollardagi natriy gidroksid miqdori sifatida aniqlanadi.

tahlil qiladi

Kul ko'pincha elementar uchun boshlang'ich materialdir

3152 Ho'l kul yoki ho'l hazm qilish

Ushbu usul odatda organik moddalarni hazm qilish uchun ishlatiladi, ammo kul yoki mineral tarkibini aniqlash uchun emas.

Namuna qayta oqim ostida yoki yopiq idishda ishonchli bosim ostida uchuvchi oksidlovchi vosita bilan isitiladi. Qo'shilgan reagentlar hisobga olinishi kerak

natijani hisoblashda. Buni namunasiz bo'sh tahlil qilish orqali amalga oshirish mumkin. Reaktivlarning kimyoviy agressivligi tufayli tetraflu oretilen idishlar tez-tez ishlatiladi va portlashlarning oldini olish uchun juda ehtiyotkorlik bilan ishlash kerak. Keng tarqalgan oksidlovchi moddalar: konsentrlangan sulfat kislota va kontsentrlangan nitrat kislota aralashmalari, ba'zida kaliy permanganat yoki vodorod periks eritmasi (50%) qo'shilgan holda, konsentrlangan xlorid kislota va konsentrlangan nitrat kislota aralashmasi, 60% aralashmalar. perklorik kislota va konsentrlangan nitrat kislota va xlorid kislotasi va perklorik kislota, xlorid kislota va konsentrlangan nitrat kislota aralashmalari. Ba'zi hollarda vodorod periks borligida ultrabinafsha nurlanish etarli. Mikro to'lqinlarni qo'llash ham juda samarali. Kulni aniqlash uchun olingan suyuqlik quruq bo'lguncha konsentratsiyalanishi kerak. Kul uchun olingan qiymatlar quruq kul bilan olingan qiymatlardan farq qiladi, chunki jarayon davomida kimyoviy reaktsiyalar har xil bo'ladi.

316 pH va pH elektrodlari

3.1.6 pH qiymati

pH qiymati yoki pH quyidagicha aniqlanadi

pH = -log[H,O*]

(3.7)

Bu suvli tizimning kislotalilik yoki ishqoriylik o'lchovidir. Har bir suvli tizimda muvozanat

2H0 H0 + 0H

(3.8)

mavjud. U o'ng tomonda juda ko'p yotadi. Massalar ta'siri qonunini qo'llagan holda va suvli tizimdagi suvning kontsentratsiyasini [H₂O] doimiy deb hisoblab, biz ion mahsulotini topamiz.

[H,O'] [OH]=10" mol/1

(3.9)

Neytral suvda gidroksonium va gidroksid ionlarining konsentratsiyasi tengdir

[HO"]-[OH] 10 mol/l.

(310)

Neytral suvli tizimning pH qiymati u erda 7 ga teng. Kislota eritmalari [H,O*]> [OH] bilan tavsiflanadi va shuning uchun pH < 7; asosiy eritmalar gidroksidi chiziq bo'lib, [HO*]< [OH-] bilan tavsiflanadi va shuning uchun pH 7

3.16.2 pH o'lchovi

PH ni o'lchash shisha elektrodlar deb ataladigan holda amalga oshiriladi. Ikki elektr trod o'rtasidagi potentsial farq o'lchanadi. Ulardan biri doimiy va ma'lum salohiyatga ega. Ikkinchisi - bu haqiqiy ma'noda shisha elektr trode (pastga qarang). Uning potentsiali gidroksoniy ionlarining kontsentratsiyasiga va shuning uchun atrofdagi muhitdagi pH ga bog'liq. Odatda ikkala elektrod ham bitta asbobda birlashtiriladi, u (to'g'ri emas) odatda "shisha elektrod" deb ataladi (5-rangli plastinkaga qarang). Ushbu qurilma ikkita elektrodni o'z ichiga oladi va pH uchun tahlil qilinadigan muhitga botiriladi. Elektrod doimiy potentsialga ega, mos yozuvlar elektrod, yuqori konsentrlangan yoki to'yingan kaliy xlorid eritmasi va kumush xlorid qoldig'i bo'lgan hujayradagi kumush sim bo'lishi mumkin.Kumush sim potansiyometrga ulangan.Shisha elektrod bir xil metallni o'z ichiga oladi ( kumush) va etalon elektrod bilan bir xil elektrolit eritmasi.Metall sim, referent birikma ham potensiometrga ulangan.Shisha elektrodning yuzasi juda yupqa sharsimon shisha membrana bo'lib, suvli muhitda shishadi. gel.Har xil qatlamlar (ichki eritma, ichki gidratlangan gel qatlami, shisha, tashqi gidratlangan gel qatlami, tashqi tashqi eritma) oʻrtasida bir nechta potentsiallar mavjud. O'zaro bog'liqlik o'lchanadigan pHga bog'liq:

E=E+ RT F (pH, - pH)

-Es+0,059 (pH, pH) (xona haroratida)

(3.11)

qayerda

E - turli qatlamlarning potentsiallari yig'indisi.

R - umumiy gaz doimiysi (8,314J/K-mol),

olinadi),

molekulada ishtirok etgan elektronlar soni

T - harorat (T=298 K bilan 0,059 F omil Faraday doimiysi (96,485 A-s/mol),

ular reaktsiyasi (bu holda vodorodning oksidlanishi yoki qaytarilishi),

pH - shisha elektroddagi eritmaning pH qiymati.

E ma'lum bir asbob uchun doimiy (va odatda 0 V ga yaqin), pH ham doimiy va potentsial E, shuning uchun faqat pH ga bog'liq. E va pH o'rtasidagi korrelyatsiyani o'lchash orqali aniqlash mumkin pH ma'lum bo'lgan eritmalar (standart bufer eritmalar). Bu o'lchovlarni olishdan oldin zarur bo'lgan shisha elektrodlarni kalibrlash.